11月25日,由中国科协企业创新服务中心主办,中关村产业技术联盟联合会、中关村天合宽禁带半导体技术创新联盟、中材人工晶体研究院有限公司以及《人工晶体学报》共同承办的企创融通汇——金刚石专场在郑州中原国际会展中心会议中心举办。会议以“芯机遇促发展解锁应用新市场”为主题,聚焦金刚石材料的科研前沿进展与产业应用前景,邀请领域内专家学者、行业领军人才,以及产业链上下游企业代表齐聚一堂,共同探讨金刚石半导体从材料生长、衬底加工、掺杂调控,到器件设计、工艺实现乃至系统集成的全链条关键技术挑战与协同创新路径,加速金刚石半导体技术从实验室走向产业化,为我国在宽禁带半导体领域的创新发展和产业升级注入强劲动力。会议共吸引来自郑州大学、西安电子科技大学等10余所高校的师生,以及50余家宽禁带半导体企业代表,共计150余人现场参加活动,137.8万人次观看直播。

程丽娜 协创微半导体有限公司 总经理 主持

蒋仕彬 美国国家发明家科学院院士,世界陶瓷科学院院士;杭州银湖激光科技有限公司 董事长

演讲主题:《金刚石的激光精密制造》

报告摘要:

报告介绍了金刚石在芯片封装领域的重要应用前景及其激光精密制造技术。随着人工智能芯片对散热需求的不断提升,具有超高导热系数的金刚石被视为下一代关键封装材料,但其极硬的特性使得传统加工面临困难。激光加工成为理想解决方案,然而金刚石在热作用下易发生相变,即使采用皮秒或飞秒激光也难以完全避免材料性质的改变。研究团队通过系统对比不同脉宽、功率的激光与金刚石相互作用机制,优化工艺参数,实现了高质量的薄片切割与微孔加工,并成功开发出高精度、高速度的全自动加工系统,支持24小时无人值守生产,满足大规模制造需求。该技术为金刚石在芯片封装中的实际应用提供了可行的精密加工路径。

尹利君 上海征世科技股份有限公司 教授级高工

演讲主题:《金刚石在热管理领域应用进展与挑战》

报告摘要:

报告介绍了金刚石在热管理领域的应用进展与面临的核心挑战。金刚石凭借其超高热导率等优异性能,在高端散热场景如高功率芯片、微波武器和航空航天热沉中展现出巨大潜力,但应用推广受限于成本与加工难题。报告阐释了金刚石的热导率强烈依赖于晶粒尺寸与晶体质量,并分析了高温高压法及多种化学气相沉积法等主流生长技术的特性与成本差异。当前产业面临的核心挑战在于大尺寸晶圆的高效低成本加工,特别是分片环节中激光切割损耗大、水导激光切割深度有限、激光隐形切割对材料质量要求高以及离子注入剥离成本昂贵等问题,同时超光滑表面抛光工艺也亟待突破。报告展望了通过界面结合优化、高速生长工艺、激光辅助剥离及声子桥结构等创新技术来提升性能与降低成本的可能路径,并介绍了国内研究机构与企业在晶体生长和设备研发方面的进展,指出推动金刚石散热产品走向“用得起”是产业发展的关键目标。

王志强 河南省惠丰金刚石有限公司 总经理

演讲主题:《金刚石粉体的创新及应用》

报告摘要:

报告介绍了金刚石粉体的创新及应用发展。金刚石粉体凭借超硬、高导热和化学稳定等特性,已成为精密加工、电子、新能源及医疗等领域的关键材料。当前粉体业务虽成熟,但面临精密加工产业配套、行业共性技术问题如制备工艺革新和超精密产品进口依赖,以及新技术应用拓展等创新需求。研究着力点聚焦于本体制备技术提升如破碎与分级优化、检测指标完善、新产品设计如表面物理化学改性和纳米金刚石开发。具体创新产品涵盖“利刃”系列高效加工颗粒、球形化导热颗粒、团聚料和研磨抛光液,广泛应用于新工具磨料、导热复合材料、功能涂层填料等。应用方向正向医疗生物领域延伸,如NV色心金刚石用于量子传感和肿瘤光热治疗,以及民用产品如牙膏和面膜。未来需加强纳米粉体制备、表面改性等技术突破,推动质量标准和行业合作,促进金刚石粉体从结构材料向功能材料拓展,以实现更广泛的市场应用。


活动现场,举办了成果签约仪式。由郑州航空港新材料(超硬材料)产业指挥部牵头,西安晟光硅研半导体科技有限公司、沃尔德半导体科技(嘉兴)有限公司、杭州晶驰机电有限公司等企业共同签订《郑州航空港区宽禁带半导体“芯”生态合作计划》,合作将立足郑州航空港区,依托金刚石材料既有优势,推进宽禁带半导体产业生态建设,聚焦相关研发制备,实现核心装备自主可控,共建平台、构建供应链助力产业发展。

成果签约仪式

现场还举行了优秀解决方案发布仪式,17家企业案例入选。其中,北京特思迪半导体设备有限公司刘泳沣总经理、深圳市纳设智能装备股份有限公司萧利台战略&海外营销总监、西安晟光硅研半导体科技有限公司杨森总经理、西湖仪器(杭州)技术有限公司刘东立总经理,分别就金刚石高质量磨抛、碳化硅外延炉双腔智造、水导激光分片、超快激光剥离等前沿解决方案进行了展示与讲解,集中展现了产业界的技术创新实力。

海报展板展示


优秀解决方案发布仪式

刘泳沣 北京特思迪半导体设备有限公司 总经理

演讲主题:《金刚石高质量磨抛解决方案》

报告摘要:

报告介绍了金刚石材料高质量研磨抛光的综合解决方案。针对金刚石作为终极半导体材料在散热衬底或外延生长中对表面质量的严苛要求,北京特思迪公司提出了涵盖研磨、机械抛光及化学机械抛光的系统性工艺流程。方案首先通过激光对生长后的原始片进行粗加工找平,随后经粗磨与精磨逐步将表面总厚度变化优化至5μm以内,粗糙度降至数十纳米。对于多晶金刚石,采用机械抛光可使表面粗糙度达到0.4至2nm;而单晶金刚石则能进一步优化至1nm以下,满足直接键合需求。为实现电子级完美表面,报告重点介绍了创新的化学机械抛光技术,包括利用芬顿试剂产生羟基自由基对金刚石进行氧化腐蚀并协同机械抛光,将粗糙度降至0.3nm以下;更先进的紫外辅助抛光技术通过紫外光激发自由基,实现了更高的去除速率,并成功将单晶金刚石表面粗糙度加工至0.1nm以下,达到外延生长的标准。公司设备可覆盖两寸至八寸晶圆加工,致力于通过持续研发助力金刚石在散热、光学及电子领域的广泛应用。

萧利台 深圳市纳设智能装备股份有限公司 战略&海外营销总监

演讲主题:《双擎驱动,纳设智能双腔智造破局》

报告摘要:

报告介绍了纳设智能在化学气相沉积设备领域的技术突破及产品方案,聚焦于金刚石与碳化硅材料制备。报告分析了金刚石CVD三种主要技术路线,指出热丝法成本低但存在污染,直流电弧喷射法生长速度快但控制难且耗能高,而微波等离子体CVD凭借无电极污染、均匀性高和自清洁机制,成为制备高纯度、大尺寸电子级单晶金刚石外延片的主流技术。公司针对不同应用提供解决方案:在金刚石涂层领域采用高度集成的热丝CVD方案;在高端单晶外延领域提供谐振腔式MPCVD设备,以实现高质量金刚石生长,为功率器件、量子技术等领域提供材料基础。同时,报告展示了公司在碳化硅外延设备方面的成熟产品线,包括已获市场认可的六寸及八寸双腔机,其具备高产能、良好均匀性及低维护成本等特点。公司以CVD技术为核心,持续进行专利创新,布局碳化硅、光伏及二维材料等多个半导体前沿领域。

杨森 西安晟光硅研半导体科技有限公司 总经理

演讲主题:《水导激光技术基于大尺寸金刚石高品质分片及微流通道制备方案》

报告摘要:

报告介绍了水导激光技术在大尺寸金刚石高品质分片及微流道制备中的应用方案。该技术利用高压水射流引导激光形成线光源,实现前端加工与后端修复同步进行,有效避免了传统激光加工中的锥度、热影响区和重铸层问题。在大尺寸金刚石分片方面,已成功实现43mm × 43mm单晶金刚石的切割,刀损约为30μm,表面粗糙度Ra值控制在0.4μm以内,可直接进行化学机械抛光处理。同时展示了技术在医疗器械套筒、窗口片加工以及复杂形状切割等方面的多样化应用。针对未来高功率芯片的散热需求,报告还探讨了在金刚石衬底上直接制备微流道的创新方向,通过仿真与实验已实现直线与曲线流道的加工,并计划结合键合工艺开发集成微流道的高导热衬底,为极致散热提供新路径。该水导激光技术具备绿色加工、高精度与高深宽比加工能力,公司作为国内首家实现该技术商业化的企业,正持续推进其在半导体、航空航天等领域的应用。

更值得关注的是,晟光硅研与沃尔德半导体科技(嘉兴)有限公司宣布,聚焦大尺寸金刚石材料水导激光分片项目的技术突破与产业化应用,正式达成战略合作关系。这一合作将共同推进金刚石材料在半导体领域的产业化布局,为解决行业关键加工难题提供创新方案。

刘东立 西湖仪器(杭州)技术有限公司 总经理

演讲主题:《应用于碳化硅衬底和金刚石晶片剥离的超快激光解决方案》

报告摘要:

报告介绍了应用于碳化硅衬底和金刚石晶片剥离的超快激光解决方案。西湖仪器开发的激光剥离技术相比传统线切割方法,能显著提升出片效率和良率,并兼容更大尺寸衬底,目前支持13英寸并计划扩展至14英寸,同时实现全自动流水线生产。在碳化硅加工中,该技术通过光学方案和AI智能化算法解决了导电型衬底的光场控制、加工速度限制及掺杂不均匀性等难题,使加工良率达到99%,单片损耗可降低至350μm,加工速度优化至45分钟一片高纯半绝缘衬底。对于金刚石加工,激光剥离技术为未来4英寸以上大尺寸衬底提供了可行方案,能大幅减少磨抛时间,例如通过一次磨抛即可剥离多片晶圆,已成功实现40mm × 40mm样品和0.1mm超薄片的剥离。西湖仪器在杭州设有产品演示中心,提供8英寸和12英寸加工服务,产能达每天10片。公司以助力碳化硅和金刚石产业降本增效为目标,计划深入器件环节,推动光电子领域的技术发展。


融通对接环节,上海征世科技股份有限公司、杭州银湖激光科技有限公司、北京特思迪半导体设备有限公司、河南省惠丰金刚石有限公司、武创芯研科技有限公司等企业代表及西安电子科技大学的教授在现场进行交流,探讨金刚石如何推动高端制造业革命。

杜洪兵 中材人工晶体研究院有限公司 副院长 主持

圆桌讨论

论坛聚焦金刚石的半导体应用、散热应用及传统加工三大主题。在半导体应用方面,专家指出大尺寸高质量单晶金刚石的生长与掺杂仍是核心挑战,尤其是N型掺杂的实现与成本控制亟待突破,距离主流功率器件应用可能还需5-10年时间,但传感器等特定领域有望先行。加工环节中,界面质量是关键,先进抛光技术是提升器件性能的重要方向。散热应用被视为近期最具现实前景的领域,需重点攻克金刚石与异质材料间的界面热阻问题并推动成本下降。在传统精密加工领域,金刚石工具需进一步提升细颗粒磨料的精度与均匀性,以满足碳化硅等材料高效低损伤加工的需求。针对产业可能出现的过度竞争,嘉宾们一致认为应依靠技术创新、应用场景多元化及知识产权保护构建健康生态,通过差异化发展避免低水平内卷,从而稳步推动金刚石在高端制造领域的革命性应用。


路过

雷人

握手

鲜花

鸡蛋
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